KR200480863Y1 - 선박용 프로펠러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박용 프로펠러에 관한 것으로, 선박에 추진력을 발생시키기 위한 선박용 프로펠러로, 구동 축에 연결되는 허브와, 소정의 피치각을 갖도록 상기 허브에 설치되는 복수의 날개를 포함하며, 상기 날개의 소정된 위치에는 루버 핀 형태의 돌출 구조물이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러에 의하면 프로펠러 회전날개를 지난 유체가 다시 돌출구조물의 안내깃에 접하여 2차 양력을 발생시킴과 동시에 돌출구조물에 제공된 유체유입 홀로 버려지는 유체 흐름을 유도 및 재회수하여 2차 추력을 제공할 수 있도록 함으로써 선박의 추력과 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 고안은 루버핀 구조를 통해 유입되는 유체가 프로펠러 표면에 생성되는 캐비테이션을 분리시킴으로써 선체진동을 줄이며, 동시에 추진기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한다.

Description

선박용 프로펠러{Propeller for Ship}

본 고안은 선박용 프로펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박이나 항공기 등의 추력을 위해 사용하는 스크루 타입의 프로펠러에 루버 핀(Louver Fin) 형태의 돌출구조를 적용하여 추력과 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 프로펠러에 관한 것이다.

선박은 프로펠러가 회전하면서 발생되는 추진력을 이용하여 운항하게 된다. 프로펠러가 회전하게 되면, 그 전후의 압력의 차이로 인해, 프로펠러 주변의 해수를 밀어냄으로써, 선박을 추진하는데 필요한 추력을 발생시키게 된다.

프로펠러가 회전하면 프로펠러 블레이드의 단면은 받음각을 가지게 되고, 이 때, 블레이드 전후에서 발생되는 압력 차이에 의해 양력과 항력이 발생된다. 이러한 블레이드의 단면의 양력과 항력의 합력이 프로펠러의 추력과 토오크로 작용하게 된다.

일반적으로 프로펠러의 회전으로 후방으로 분사되는 물은 원추형으로 확산된다. 상기와 같이 물이 원추 형태로 확산되는 것은 추력을 감소시키고 고속에서는 배와 수면이 만나는 선(수선) 위로 물보라를 일으킴으로써 선박용 스크루 프로펠러의 효율, 즉 샤프트의 회전력을 추진력으로 바꾸는 비율을 떨어뜨린다. 뿐만 아니라 수선 위로 솟구치는 물보라는 선체 후미에 부딪혀 선체에 진동이 발생되도록 한다.

상기와 같은 제반 문제점들을 해결하고 프로펠러의 추진효율을 향샹시키기 위한 구조의 선행기술로는 특허출원 제10-2000-0075154호(발명의 명칭: 고효율 프로펠러) 및 특허출원 제10-2002-0030848호(발명의 명칭: 선박용 수평날개 프로펠러)가 공지되고 있지만 이들 역시 그 효과가 제한적이고 극히 미미하여 만족한 결과를 얻지 못하는 문제점이 있게 되었다.

특허출원 제10-2000-0075154호(발명의 명칭: 고효율 프로펠러) 특허출원 제10-2002-0030848(발명의 명칭: 선박용 수평날개 프로펠러)

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선박이나 항공기 등의 추력을 위해 사용하는 스크루 타입의 프로펠러에 루버 핀 형태의 돌출구조를 적용하여 추력과 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 선박용 프로펠러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적하에 제안된 본 고안은 선박에 추진력을 발생시키기 위한 선박용 프로펠러로, 구동 축에 연결되는 허브와, 소정의 피치각을 갖도록 상기 허브에 설치되는 복수의 날개를 포함하며, 상기 날개의 소정된 위치에는 루버 핀 형태의 돌출 구조물이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어 상기 날개의 소정된 위치에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물은 안내깃과 유체유입 홀로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어 상기 날개의 소정된 위치에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물은 날개의 소정된 위치를 ㄷ형상으로 절결하고 그 절결선단을 선수방향으로 돌출시켜되, 그 절결선단이 유체유입 홀의 선단보다 돌출되어 유체가 유입 홀로 안내되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어 상기 날개에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물의 설치 위치는 날개의 반경을 기준으로 안쪽 또는 바깥쪽 소정된 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러에 의하면 프로펠러 회전날개를 지난 유체가 다시 돌출구조물의 안내깃에 접하여 2차 양력을 발생시킴과 동시에 돌출구조물에 제공된 유체유입 홀로 버려지는 유체 흐름을 유도 및 재회수하여 2차 추력을 제공할 수 있도록 함으로써 선박의 추력과 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 고안은 루버핀 구조를 통해 유입되는 유체가 프로펠러 표면에 생성되는 캐비테이션을 분리시킴으로써 선체진동을 줄이며, 동시에 추진기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 측면도 및 정면도.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 날개에 작용하는 유체흐름을 예시한 도면.

상기와 같은 본 고안에 따른 선박용 프로펠러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 측면도와 정면도이다.

본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러는 선박에 추진력을 발생시키기 위한 선박용 프로펠러로, 엔진 또는 모터의 구동 축(도시하지 않음)에 연결되는 허브(1)와, 소정의 피치각을 갖도록 상기 허브(1)에 설치되는 복수의 날개(2)를 포함하며, 상기 날개(2)의 소정된 위치에는 절결부를 구부려서 올린 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)이 구비된다.

상기 날개의 소정된 위치에 구비되며 날개의 절결부를 구부려서 올린 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)은 안내깃(11)과 유체유입 홀(12)로 이루어지는데, 이 경우, 상기 안내깃(11)과 유체유입 홀(12)은 각각의 프로펠러 날개(2)에 회전운동방향으로 유체흐름에 의한 양력이 형성되는 구조로 적용된다.

여기서, 날개(2)의 소정된 위치에 구비되는 상기 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)은 날개(2)의 일정한 위치를 ㄷ형상으로 절결하고 그 절결선단을 선수방향으로 돌출시켜 안내깃(11)을 형성하되, 그 안내깃(11)의 절결선단이 유체유입 홀(12)의 선단보다 돌출되어 유체가 상기 안내깃(11)의 안내에 따라 유체유입 홀(12)로 안내되는 구조로 이루어진다.

이 경우, 안내깃(11)에 대한 적용 수, 크기, 그리고 모양은 프로펠러의 구조적 강도와 추진효율을 만족시키기 위해 소정된 계산 및 실험을 거쳐 다양하게 적용하는 것이 바람직하며 특히, 안내깃(11)과 유체유입 홀(12)로 이루어지는 상기 돌출 구조물(10)의 설치위치는 선박용 프로펠러의 추력의 대부분이 날개의 바깥쪽, 부연하면 날개의 직경 70% 부근에서 발생함을 감안할 때 상대적으로 추력이 약한 날개 안쪽부분의 추력을 보강하기 위하여 날개의 반경 안쪽 위치에 설치될 수 있다.

또한, 안내깃(11)은 날개회전시 유체가 유체유입 홀(12)로 안내될 수 있도록 선수방향으로 돌출되는 상태에서 그 경사각을 적절히 변경하여 적용할 수 있고, 날개(2)의 크기에 따라 안내깃(11)과 유체유입 홀(12)의 크기 또한 변경적용할 수 있다.

그리고, 유체유입 홀(12)의 폭(d)에 대한 안내깃(12)의 폭도 유체유입 홀(12)의 넓이 폭(d)과 동일하거나 더 크게 변경적용할 수 있고, 경우에 따라서는 안내깃(11)의 폭을 유체유입 홀(12)의 폭(d)에 비하여 작게도 적용할 수 있으며, 날개의 소정된 위치에 유체유입 홀을 형성하고 별도의 안내깃을 제작하여 적절한 위치에 부착하는 기술 또한 적용할 수 있다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 날개에 작용하는 유체흐름을 예시한 도면이다.

상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안에 따르면 프로펠러 날개 소정된 위치에 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10) 즉, 날개(2)를 ㄷ형상으로 절결하고 그 절결선단을 선수방향으로 돌출시켜 안내깃(11)을 형성하되, 안내깃(11)의 절결선단이 유체유입 홀(12)의 선단보다 돌출되어 유체가 유체유입 홀(12)로 안내될 수 있도록 함으로써 프로펠러가 회전하는 동안 발생하는 주위의 유체 흐름을 재회수할 수 있도록 한다.

부연하면, 프로펠러 날개(2)를 지난 유체가 다시 돌출구조의 안내깃(11)에 접하여 2차 양력을 발생시킴과 동시에 돌출구조의 안내깃(11)에 제공된 유체유입 홀(12)로 버려지는 유체 흐름을 유도 및 재회수하여 2차 추력을 제공할 수 있도록 한다. 따라서, 날개의 양력이 증가하고 항력이 감소되어 선박용 프로펠러의 추력이 증가하고 추진효율이 향상될 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 고안의 실시예에 따른 선박용 프로펠러에 의하면 프로펠러 회전날개를 지난 유체가 다시 돌출구조물의 안내깃에 접하여 2차 양력을 발생시킴과 동시에 돌출구조물에 제공된 유체유입 홀로 버려지는 유체 흐름을 유도 및 재회수하여 2차 추력을 제공할 수 있도록 함으로써 선박의 추력과 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 고안은 루버핀 구조를 통해 유입되는 유체가 프로펠러 표면에 생성되는 캐비테이션을 분리시킴으로써 선체진동을 줄이며, 동시에 추진기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한다.

지금까지 실시예들을 통하여 본 고안에 따른 선박용 프로펠러에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안의 기술 내용을 쉽게 설명하고 고안의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변형이 가능 하다는 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이라 할 수 있다.

예를 들어, 전술한 실시예에 있어서는 프로펠러 날개 소정된 위치에 루버 핀 형태의 돌출 구조물을 구비함에 있어 날개의 소정된 위치를 ㄷ형상으로 절결하고 그 절결선단을 선수방향으로 돌출시켜 안내깃과 유체유입 홀을 형성하는 구조를 적용하고 있으나, 일정 구격의 유입 홀을 형성하고 별도로 설계 제작된 안내깃을 상기 유입 홀의 근접하는 소정된 위치에 부착하는 구조를 적용하여도 무방하다 할 것이다.

1: 허브 2: 날개
10: 돌출 구조물 11: 안내깃
12: 유체유입 홀

Claims (5)

1. 선박에 추진력을 발생시키기 위한 선박용 프로펠러로, 구동 축에 연결되는 허브(1)와, 소정의 피치각을 갖도록 상기 허브(1)에 설치되는 복수의 날개(2)를 포함하며, 상기 날개(2)의 표면에는 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)이 구비되되,
   상기 날개(2)에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)은, 안내깃(11)과 유체유입 홀(12)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 날개(2)에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)은 날개(2)의 일부분을 ㄷ형상으로 절결하고, 그 절결선단을 선수방향으로 돌출시키되, 그 절결선단이 유체유입 홀(12)의 선단보다 돌출되어 유체가 유입 홀(12)로 안내되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 날개(2)에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)의 설치 위치는 날개(2)의 반경을 기준으로 안쪽 또는 바깥쪽에 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 날개(2)에 구비되는 루버 핀 형태의 돌출 구조물(10)에 있어 안내깃(11)의 폭은 유체유입 홀(12)의 폭에 비하여 동일하거나 큰 폭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.

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